Plazma Teknolojisi güvenli ve en önemlisi tamamen çevre dostu bir yöntem kullanarak atıkların bertaraf edilmesi, geri kazanılması ve enerji üretilmesini mümkün kılmayı hedeflemektedir.Plazma Teknolojisi ile atık türleri ayrıştırılmış veya karışık katı, sıvı veya gaz her türlü atığı bertaraf edebiliriz. Burada en önemli nokta, atığın niteliğine göre, işlem sonunda elde edilen ve enerji üretiminde kullanılacak olan "SG-Sentetik Gaz" miktar ve özelliğidir. Plazma Teknolojisi ile hiç bir özel ön-işlem ve ayrıştırmaya (ekonomik nedenlerle gerekli görülmediği sürece) ihtiyaç duyulmamaktadır. Hatta sıvı atıklar doğrudan plazma haznesine akıtılabilir.
Tüm Atık Türlerini Bertaraf Etmek Mümkün
Kömür külleri/Yakma tesisi fırın ve baca külleri/Baca filtreleri/Boya atıkları/Boya çamuru/Fosfat çamuru/Yağlı metal çamuru/Atık tiner/Atık madeni yağlar/Akü ve piller/Boş kimyasal varil ve fıçılar/Kimyasal atıklar/Taşlama çamuru/Endüstriyel nitelikli arıtma çamuru/Düşük yoğunluklu nükleer atıklar / Atık gazlar/Metal dışı hurdalar (kompozit v.b.)/Asbest/Gemi atıkları/Elektronik atıklar ve PCB kartlar/Fiberglas/Káğıt üretimi atıkları/Arıtma çamuru ve arıtma tesisi atıkları, kompost tesisi atıkları/Moloz ve inşaat atıkları/Tıbbi atıklar/Taşıt lastikleri/Ev eşyaları ve mobilya/Endüstriyel atıklar, otomobil hurdası ve atıkları/Kullanılmış alüminyum atıkları, bütan ve yanıcı sıvılar, metalürjik kalıp malzemesi atıkları/Yağla kirlenmiş sıvı atıklar/Kirlenmiş topraklar (özellikle kurşunla kirlenmiş topraklar)/Ambalaj köpükleri/Tüm plastikler ve kirlenmiş plastikler/Askeri atıklar ve miadı geçmiş mühimmatlar/Atık bitkisel yağlar/Mezbaha atıkları/ Odun ve odun atıkları/Evsel atıklar
Atık İşleme
Şemada da gösterildiği gibi, kamyonlarla gelen atık tartılır ve dökme noktasından konveyöre boşaltılır. Burada gelen atığın özelliğine göre (örneğin endüstriyel atık ise torbalar içerisinde) ve yine müşterinin istekleri doğrultusunda (ihtiyaç duyulmamasına karşın önceden ayrıştırma dahil) ön işleme tabi tutmak her zaman mümkündür. Tabiidir ki, atık içerisinde "tehlikeli atık" varsa, bu atıklar ayrı bir işleme tabi tutulacaktır.
Sistemin ana ilkesi, atıkların mümkün olduğu kadar çabuk işlenmesidir. Atığın miktarının, toplanma zamanlarında normal zamanlardan daha fazla olacağı unutulmamalıdır. Bu nedenle, atıkların bir bölümü gece, hafta sonları ve tatillerde işlenmek üzere biriktirilir. İri hacimli atıklar parçalanır ve konveyöre belirlenen boyutta konur.
Böylelikle, miktarı ne olursa olsun, dökme alanı 3Ğ4 günde bir tamamen çevrime uğrar. Dökme alanı, olabilecek tüm aksaklıklara karşı, atık toplama alanı standartlarında yapılırlar ve bekleme anında herhangi bir çevresel zarar oluşturulmamaya çalışılır. Atıklar doğrudan plazma reaktörüne gönderilir. Düzenli beslemeyi mümkün kılma amacıyla bir hidrolik şahmerdan kullanılır.
Isıl Dönüşüm
Atıklar doğrudan reaktörün üst kısmına gönderilir ve haznede biriktirilir. Haznedeki plazma torch(ları), 2.700-4.500¡C sıcaklık oluşturur. Buraya dökülen organik malzeme, bu kadar yüksek sıcaklıkta oksijen olmadığından ötürü yanmaz ve moleküllerine ayrılır. Böylelikle içeriğinde esas olarak karbon monoksit (CO), hidrojen (H) ve nitrojen (N) bulunan bir gaz karışımı elde edilir. Bu sıcak gaz karışımı atıkların içinden reaktörün üst bölümünde biriktirilir. Yukarı çıkan gaz, ısı ile birlikte içinden geçtiği organik atıklarda da gaz çıkışına neden olur. Esasen, konveyörden hazneye dökülen atıklar, haznenin dibine eriştiğinde, muazzam ısı ile birlikte oksijensiz ortamda gaz haline gelmiştir. Düşük oksijen oranı ve yüksek sıcaklık nedeniyle, gaz içerisinde furan ve dioksin oluşamaz. Reaktörden alınan gaz bir dizi gaz işleme tesisinden geçirilir ve soğutulur. Bu temiz gaz bir buhar türbinine verilerek elektrik elde edilir. Plazma torch’un ürettiği yüksek ısı ile toprak, cam, silis v.b. gibi bütün inorganik malzeme eritilir. Ergimiş metal ve cam hazne altından magma halinde (yaklaşık 1.700 ¡C’de) dışarı alınır. Dökme esnasında, müşterinin isteğine göre magmanın su ile soğutulması sonucu metaller ayrılabilir. Görüleceği gibi, bu ısıl işlemin sonucunda hiçbir atık ortaya çıkmaz. Tüm atık cama veya gaza dönüştürülür. Ortaya çıkan yegane atık, asfalt yapımında da kullanılabilen cam cürufudur.
Gazın Temizlenmesi
Gaz soğutulurken, içeriğindeki zararlı maddelerin yaklaşık %85’i çevrime yeniden dahil edilerek dönüştürülür. Nihayetinde kalan partiküller ise, ergimiş magmanın içine dahil edilir. Cam cürufu geçirimsiz olduğundan, bu son derece zehirli atıklar cam cürufunun içine hapsedilir. Bilindiği üzere, cam, içerisinde son derece zehirli maddeler bulunan, ancak geçirimsiz olmasından ötürü çevreye ve insan sağlığına hiçbir zararı olmayan çevre dostu bir maddedir. Cam cürufu, USEPA tarafından TCLP (Toxicity Characteristic Leachate Procedure) geçirgenlik testlerine tabi tutulmuş ve standartları karşıladığı belirlenmiştir.
İkinci aşamada gaz, içindeki hidroklorük asitin alındığı bir gaz temizleme aygıtından geçirilir ve seyrelmiş HCL suyu elde edilir. Bu su bir dizi membrandan geçirilerek içeriğindeki metal ve partiküller alınır. Bu metal ve partiküller tekrar sisteme verilir. Elde edilen HCL suyu %15Ğ20 oranında konsantre edilerek sanayiye satılır.
Sonuçta kalan soğutulmuş gaz, bir buhar türbinine verilerek elektrik enerjisi elde edilir. Gaz içerisindeki su yoğunlaştırılarak tesisin gereksinimleri için kullanılır.
Buhar ve Enerji Üretimi
Ana soğutucudan gelen buhar bir türbine verilerek elektrik elde edilir. Üretilen elektriğin bir kısmı tesis için kullanılır. SG, kombine bir gaz/buhar çevrim türbinine girer. Türbinden çıkan sintine (çürük buhar) sıcaklığı 150ÜC civarındadır. Daha düşük sıcaklıklardaki buhar yoğunlaştırılarak temizlik suyu olarak kullanılır. Yaklaşık bir hesapla, iyi tasarlanmış bir tesis, çöpün nem oranına bağlı olmakla birlikte çöpün tonu başına 0.1 MW elektrik enerjisi üretebilir.
Sıfır Atık
Her tesis kendine özgü tasarlanmakla birlikte, Plazma Teknolojisi ile çalışan çok disiplinli (geri kazanım, kimyasal, gaz, elektrik v.b.) bir tesisin dönüşüm oranı yaklaşık %99’dur. Yani, girişte verilen atıklar; geri kazanım ve SG olarak %99 oranında dönüştürülür. Kalan %1’lik bölüm ise, yol yapımı gibi sanayide kullanılabilen cam cürufu içerir.
Temiz, Estetik ve Çevre Dostu İşletme
Plazma Teknoloji ile kurulmuş olan tesiste çöp dökme alanı tesis içerisinde bulunduğundan, dışarıdan çöp gözükmez. İşlemde ihtiyaç duyulan hava sirkülasyonu dökme alanından çekildiğinden, dökme alanı her zaman negatif basınçtadır. Böylelikle dışarıya hiçbir koku çıkmaz, işlemde ortaya çıkan tüm buhar da zaten sistemde kullanılmaktadır.
Bütün işlem kapalı bir çevrimde gerçekleştirilerek dışarıya gürültü ve kir-pas çıkışı önlenir. Tesis, mümkün olduğu kadar çok kamyonun giriş-çıkışına imkán verecek şekilde tasarlanmıştır. Böylelikle, tesise ilave yapmak her zaman mümkün hale getirilmiştir.
Mevcut Bertaraf Teknolojilerinin Avantajları / Dezavantajları
Kısmi Gömme / Gömme
Avantajları: Kesin bir çözüm bulunana kadar, gömme alanının süresini en azından bir süre daha uzatmayı amaçlar. En basit, en ucuz yöntemdir.
Dezavantajları:
-Kısmi çözümdür, bertaraf maliyeti önemlidir ve uzun vadeli çözümleri engelleyebilir
-Kokular, toprak altı tabakalar ve yeraltı suları kirlenmesi (iyi düzenlenmiş gömme alanlarında bile her zaman olasıdır), böcek ve kemirgen hayvan üretimine ve çoğalmasına yol açılması.
-Şehirler, önceden belirlenemeyen yön ve genişliklere doğru büyümektedir. Gömme alanları, ya yerleşim alanlarına çok yakın kalmakta ve her zaman daha iyi ve ucuz bir yer bulma zorunluluğu doğurmakta veya yerleşim alanlarına çok uzak olduğu için yüksek taşıma maliyetlerine yol açmaktadır.
-Gömme alanlarında metan gazı çıkışı Kyoto Protoklü’ne aykırı olup, bu doğrultuda AB de organik atıkların gömülmesini zaman içerisinde yakalamaya doğru gitmektedir. (AB’nin 26 Nisan 1999 gün ve 1999/31/AB Sayılı Direktifi 5 nci madde)
Kompost Gübre
Avantajları: 1950’lili yıllardan beri uygulana gelen geleneksel bir yöntemdir. Yöntemlerin geliştirilmesinden ötürü, bu kısmi çözüm yöntemi daha kolay ve daha çok tercih edilen bir yöntem haline gelmiştir. Sadece zehirli tarım ilaçları ve metal içeriği bulunmayan tarımsal ve gıda endüstrileri kaliteli kompost gübre üretebilir. Geçici bir çözümdür.
Dezavantajları:
-Pazar payı kesin değildir. Bugün uzun yıllara dayanan deneyimler göstermiştir ki, evsel katı atıklardan üretilen kompost gübre, insan yaşamını kötü etkileyebilecek birçok zararlı madde içerebilmektedir. Bu nedenle kullananlar ve çiftçiler kompost gübreden gün geçtikçe uzaklaşmaktadır. Böylece, bu endüstrinin pazarı da azalmaktadır. Satış rakamları, sürekli olarak bertaraf maliyetinin altında kalmaktadır. Bu çözüm, ancak ciddi sağlık riskleri taşımaması ve büyük oranda sübvanse edilmesi durumunda maliyet-etkin olabilecektir.
-AB, kompost gübrenin tarımsal endüstrilerde kullanılmasını yasaklamaya yönelik bir Direktif çıkarma çalışması aşamasındadır.
-Akdeniz Bölgesinde (Valencia/İspanya) genellikle ilkbahar ve yaz sonlarındaki yoğun yağışlar sonucu yeni kompost fermantasyonu başlamakta, bu da yerleşim alanlarında mide bulandırıcı bir kokuya neden olmaktadır.
-Evsel katı atıkların ortalama %40’ı fermante edilebilmekte; bu orandan da yaklaşık %40 ile %50 gömülecek kompost atığı ortaya çıkmaktadır. Bu durumda, evsel atıkların ancak %20 ile %25’i gübreye dönüştürülebilmektedir. Bu nedenle, kompost gübre, kısmi, pahalı ve marjinal bir çözüm olmaktadır.
Metan Gazı Elde Etme
Avantajları: Çevre dostu bir çözümdür, ancak sadece tarımsal ürünler ve hayvansal atıklardan (hayvan dışkıları) metan gazı elde etmede başarılı olunmuştur.
İyi yönetilen bir ayrıştırma ve toplama yöntemi uygulandığında, biyolojik içerikli evsel atıklarla karıştırılarak fermantasyon yapılabilir. Bu yöntem, şu anda sadece bazı Kuzey Avrupa ülkelerinde uygulanmaktadır.
Dezavantajları:
-Evsel katı atıklar için kısmi bir çözümdür. (Sonuçta yine %50 civarında artık atık üretilmektedir.)
-Görece pahalıdır. (Öncelikle ayrıştırma yapılmalıdır.)
-Şimdiye kadar yapılan tüm doğrudan metan üretme girişimleri başarısız olmuştur: İspanya’da toplam 6 tesisten hiçbiri tam fonksiyonlu çalışmamaktadır. Bunun en önemli nedeni, kaynağında ayrıştırma konusunda vatandaşların yeterli disipline sahip olamamasıdır. Bu nedenle kısmi ve pahalı bir çözümdür.
Yakma
Avantajları: Yakma yıllardır en çok tercih edilen yöntem olmuştur, ancak, artık yarının teknolojisi olmaktan çıkmıştır. İyi bilinen ve dünyanın hemen her yerinde uygulanan bir teknolojidir. Yıllar boyunca, hava kirliliği ve zehirli kül üretmesine karşın yakma yöntemi, evsel atıkların bertarafı için önerilmiştir.
Dezavantajları:
-Çevre üzerinde ciddi zehirleyici etkileri vardır; dioksin, furan ve diğer yarı-VOC içeren baca gazları salımı, yakılan ton başına +/-%7 oranlarında ağır metal de içeren zehirli kül üretimi, yakılan ton başına +/-%15 ile 20 civarında zehirli klinker üretimi gibi.
-Çevreye olan negatif etkileri nedeniyle, AB baca gazı ve atık hakkındaki standartların sayısını artırmış ve çok sıkı olarak denetlemeye başlamıştır. Böylelikle bertaraf maliyetleri de artmıştır. Dioksin ve furan süzgeçleri, zehirli küllerin yok edilmesi (bu işlem Fransa ve Japonya’da plazma tekniği ile yapılmaktadır) veya >200 Euro/ton maliyetlerle güvenli ve özel gömme alanlarına gömme gibi ve ilaveten, klinkerler de nötralize edilmek zorundadır.
-Değişik yakma odalarının kullanılması da teknik olarak bazı sınırlamaları beraberinde getirmektedir.
-Çevrecilerden ve sıradan vatandaştan gelen politik baskılar altında, yakma geleceğin yöntemi olarak gözükmemektedir. Yakma gelecekte uzun vadeli bir teknoloji olarak görülememektedir.
Plazma Sistemi’nin Diğer Sistemlerle Karşılaştırılması
Bilinen gaz elde etme ve plazma torch teknolojilerinin avantajlarını birleştiren yeni bir teknolojidir.
1.Plazma Sistemi’nin en büyük özelliği "sıfır atık" ilkesidir. Sistemin yegane çıktıları, yeniden kullanılabilen cam cürufu ve elektrik enerjisidir.
2.Plazma Sistemi’nin; işletme, depolama, bertaraf ve taşımaya yönelik yatırım, işletme maliyet ve riskleri, yakma sistemlerine göre daha ucuz olup, özellikle riskleri diğer herhangi bir sistemle karşılaştırıldığında "ihmal edilebilecek" kadar küçüktür.
3.Evsel, endüstriyel ve tehlikeli atıklar; katı, sıvı ve gaz olarak bir arada güvenle ve ekonomik olarak, herhangi bir ön işleme tabi tutulmadan bertaraf edilebilir.
4.Esnek bir teknolojidir: Plazma torch sayesinde, evsel katı atıklar, mikrobik tıbbi atıklar, sıvı veya katı endüstriyel atıklar ve hatta zehirli atıklar olmak üzere, her türlü organik atığın, oksijen fakir ve çok yüksek ısı bulunan bir ortamda moleküllerine ayrılmasını sağlar. Diğer ısıl işlem teknolojilerinde olduğu gibi, "yakma" işlemi yoktur. Bu nedenle, ortama zararlı, kirletici veya zehirleyici gaz veya atıklar salınmaz.
5.Atığın türüne göre 100:1 ile 400:1 oranında bir hacim bertarafı oranına erişmek mümkündür. Mesela, düşük yoğunluklu nükleer atıklarda 100:1 hacim bertarafı oranı sağlanmakta ve nükleer atıklar geçirimsiz cam cürufunun içine hapsedebilmektedir.
6.Hiç bir kötü çevresel etkisi yoktur. Yakma olmadan malzemenin moleküllerine ayrılması sayesinde furan, dioksin ve diğer yarı-VOC ve yan ürünlerinin üretilmesi önlenir. Plazma Sistemi, USEPA ve EU standartları limit değerlerinden çok daha düşük değerler sağlar. Bu anlamda, %100 çevre dostu bir sistemdir.
7.Plazma Sistemi ile "yerinde ıslah" sonucu, kirlenmiş topraklar ve gömme alanları yeniden kazanılabilir ve yerleşim alanı olarak yeniden kullanılabilir.
8.Plazma Sistemi gemiler ve treylerler gibi "mobil platformlara" ve sabit tesislere kurulabilir.
9.Elektrik üretim katsayısı, örneğin yakma teknolojisine göre 3 ile 5 kat daha fazladır. Bu sayede, özellikle enterkonnekte sistemlerde, enerji devamlılığı ve yeterliliği ile enerji güvenliği kolayca sağlanabilir. Plazma Sistemi’nin verimi, ortalama 10.000 BTU/kg kalorifik değeri olan evsel atıklarda, her ton atık başına yaklaşık 0.1 MW civarındadır. Diğer bir deyişle, İstanbul için, toplanan 11.500 ton atığın tümünün Plazma Sistemi ile bertarafı durumunda, toplam 1.150 MWh elektrik üretmek mümkündür ki, bu miktar yaklaşık olarak Keban HES’nın elektrik enerjisi üretimine (1.330 MWh) yakındır.
10. Plazma Sistemi’nde, diğer teknolojilerin aksine, büyük miktarlarda katalizör (kok v.b.) gerekli değildir.
11. Plazma Sistemi, zehirli atıklar, ölümcül virüsler, bakteriler ve prion mikroplarını tamamen ve geri dönüşemez biçimde ortadan kaldırılabilmektedir.
12. Plazma Sistemi, herhangi bir anda "hemen" durdurulabilen güvenli bir işletim sistemidir. Örneğin bir yakma fırınında bu imkánsızdır. Bilgisayar kontrollü, izlenebilen, kolay kullanılan, oda şartlarında işletilen, sessiz ve güvenli bir sistemdir.
13. Plazma Sistemi’nin birimleri, ticari olarak kanıtlanmış ve birbirine uyumlu elemanlar olup; özel üretimler gerektirmezler.
Dezavantajları: Endüstride her biri bilinen teknolojilerdir. Fransa, ABD, Kanada, Japonya ve Norveç’te 10’dan fazla tesis çalışmakla birlikte, evsel katı atıklara uygulanması ve çöpten büyük miktarlarda verimli ve yenilenebilir enerji üretilmesi,
geçmişte uygulanmamış yeni yaklaşımlardır. Bu nedenle, örneğin yakma teknolojilerine göre referans olarak verilebilecek tesis bulunmamaktadır. Bu teknolojiyi kullanacak ve evsel katı atıklar ve endüstriyel çöpleri kaynak olarak kullanarak üretim yapacak ilk entegre plazma gaz elde etme ve kombine yenilenebilir enerji santralları halen Avrupa’da; İspanya ve Çek Cumhuriyeti, Asya’da; Malezya ve Tayland ve Amerika’da; Porto Riko’da inşa halindedir. n
İbrahim Toprak
ÇETTAŞ Çevre Teknolojileri İnşaat
Müh. Müş. Taahhüt San. Tic. A.Ş.
HAKKIMIZDA
